MnCo2O4中空纳米球结构碳气凝胶的快速制备及其储能性能

摘要

以海藻酸钠(SA)为生物质模板和碳源,引入Mn2+,Co2+并与藻酸盐中的嵌段配位而被固定,形成"蛋盒"结构.通过在N2中高温退火,被海藻酸钠固定的Mn2+,Co2+转化成被三维碳气凝胶(CA)骨架包裹连接的MnCo2O4纳米球,同时在柯肯达尔效应的作用下MnCo2O4纳米球形成中空结构,制备出了含有纳米MnCo2O4空心球结构的碳气凝胶(MnCo2O4@CA)电极材料.通过X射线衍射分析(XRD)确定其成分,使用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、超高分辨场发射透射电子显微镜(HRTEM)表征其形貌结构,通过氮吸附方法对其比表面积与孔隙度进行了测试,使用电化学工作站进行循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)和交流阻抗(EIS)测试分析其作为超级电容器电极材料的电化学性能.测试表明:MnCo2O4@CA的比表面积达117.4 m2·g-1;在电流密度为1 A·g-1下比电容可达1166.7 F·g-1;由于其结构特殊,循环稳定性表现出色,在10 A·g-1电流密度下,3000次充放电循环后仍能保持84.4％的电容.